Цифровая система управления термостатом Ответственные исполнители: Быков В. Ю., Буркацкий Д, С., Стерхов Д. Л. Научный руководитель: к.ф.-м.н. Ильин Г. Н., 2010 г.
Введение При разработке радиоастрономических приёмных устройств предъявляются повышенные требования к стабильности их коэффициента передачи, поэтому вопросам температурной стабилизации узлов приёмников уделяется особое внимание. В зависимости от внешних условий работы ПУ термостаты строятся по схеме с использованием термоэлектрических микроохладителей (ТЭМО) Пельтье или резистивного нагревателя.
СВЧ приемный блок Термостатируемая плита Приемный СВЧ блок Батарея ТЭМО
Недостатки существующей аналоговой системы термостатирования чрезмерная потребляемая мощность сложность настройки параметров схемы термостатирования необходимость калибровки датчиков для получения температуры принципиальная невозможность контролировать температуру по нескольким датчикам
Структурная схема СРТ
Технические характеристики разработанной СРТ Название параметраЗначение параметра Разрядность преобразования, бит±13 (0.03° С) Абсолютная точность без калибровки, °С ±0.5 Диапазон температур термостатирования, °С -30÷ 110 Точность поддержания температуры, °С ±0.1 Напряжение питания, В5-20 Коммутируемый ток нагрузки, А6 Тип передачи данныхпоследовательный
Алгоритм регулирования температуры пропорциональный пропорционально-интегральный с использованием ШИМ, для весовой коэффициент пропорциональной составляющей весовой коэффициент интегральной составляющей свободный член число отсчетов накопления ошибка регулирования
Настройка параметров алгоритма Графики выхода на режим Масштаб на графике: по горизонтали:1 мин/дел. по вертикали: 2°С/дел Масштаб на графике: по горизонтали:1 мин/дел. по вертикали: 0,5°С/дел Kp=1, Ki=0.15, N=20
Настройка параметров алгоритма Графики выхода на режим Масштаб на графиках: по горизонтали:1 мин/дел. по вертикали: 0,5°С/дел Kp=1, Ki=0.002, N=300
Настройка параметров алгоритма Масштаб на графиках: по горизонтали:1 мин/дел. по вертикали: 0,5°С/дел Отработка возмущающего воздействия
Заключение Разработано цифровое устройство управления термостатом. Разработанное устройство имеет ряд преимуществ перед аналогичными аналоговыми схемами: возможность работать с несколькими датчиками температуры возможность реализации относительно сложных алгоритмов регулирования упрощенная настройка параметров алгоритмов Кроме того применение новой элементной базы позволило снизить требования к источникам питания.